Мікрочастинки-рюкзачки не дали макрофагам піддатися впливу пухлини

Мікрочастинки з інтерфероном гамма, які прикріпили до макрофагів, допомогли тим зберегти провоспальний фенотип M1 і не піддатися впливу ракових клітин. Під дією мікрочастинок фенотип M1 придбали і макрофаги, асоційовані з пухлиною. У результаті пухлина не так сильно збільшилася і дала менше метастаз, ніж у контролі, а тварини прожили довше. У роботі, опублікованій в журналі, дисковидні мікрочастинки називають рюкзачками - така форма захищає їх від фагоцитозу і дозволяє залишатися на поверхні клітин протягом як мінімум двох днів.

При адоптивній клітинній терапії імунні клітини пацієнта виділяють, модифікують і вводять назад. Нові властивості клітин допомагають їм ефективніше боротися з пухлинами. Найуспішніший приклад - CAR T-клітинна терапія, при якій T-лімфоцитам пришивають хімерні рецептори пухлинних антигенів (CAR). У деяких випадках лікування CAR T-клітинами призводить до повного одужання пацієнтів з онкологічними захворюваннями, але цей метод працює тільки проти пухлинних клітин, які не знаходяться в твердих новоутвореннях (наприклад, при лейкозі), і проти клітин, на яких є специфічні рецептори.

На відміну від T-лімфоцитів, макрофаги можуть вбивати більш широке коло пухлинних клітин, але у них є неприємна властивість - пухлини можуть переманювати ці імунні клітини на свій бік. Залежно від речовин, які знаходяться в середовищі, макрофаги змінюють фенотип: вони можуть поглинати патогени (провоспальний фенотип M1) або регулювати гомеостаз тканин (протизапальний фенотип M2). Другою властивістю користуються пухлинні клітини: вони виділяють фактори, які змушують макрофаги купувати фенотип M2 і сприяти зростанню пухлини.

Вчені з Гарвардського університету на чолі з Саміром Мітраготрі (Samir Mitragotri) створили дисковидні мікрочастинки, які сідають на макрофаги і регулюють їх фенотип. Будова частинок нагадує сендвіч: між двома шарами сополімеру молочної і гліколової кислот знаходиться гідрофільний полівініловий спирт, в якому розчинений інтерферон гамма. Ця речовина включає провоспалювальний фенотип макрофагів і сама володіє протипухлинною активністю. Зверху цей сендвіч покритий шаром полімерів, які забезпечують прилипання частинки до клітини. Плоска форма захищає мікрочастинки від поглинання макрофагом. У підсумку виходить ніби рюкзачок: він налипає на клітку, а всередині є відділення з інтерфероном.

Мікрочастинки протестували на культурі макрофагів і на мишах, яким пересадили пухлину молочної залози. У пухлину вводили макрофаги з рюкзачками і флуоресцентними мітками, щоб за клітинами можна було спостерігати. Через п'ять днів ін'єкцію повторили, ще через два дні частину мишей вбили, в їх пухлинах аналізували фенотип макрофагів.

Коли культуру макрофагів інкубували з мікрочастинками, вони купували фенотип M1. В пухлинах рюкзачки підтримували цей фенотип протягом як мінімум двох днів. Крім того, інтерферон гамма з мікрочастинок вплинув на макрофаги, асоційовані з пухлиною, - клітини, які пухлини завербували, - їх фенотип теж змістився до M1.

Через місяць після другої ін'єкції у мишей, яким вводили макрофаги з мікрочастинками, було не так багато метастаз, а пухлина зросла значно менше, ніж у контрольних тварин (p < 0,01). Середня тривалість життя мишей також збільшилася (p < 0,001).

Нещодавно вченим вдалося створити речовину, яка заважає пухлинним клітинам вербувати макрофаги і безпосередньо пригнічує ріст ракових клітин. Макрофаги взагалі сильно орієнтуються на своє мікровантаження. Перед тим, як перейти в активний стан, ці імунні клітини підраховують кількість макрофагів навколо себе - якщо їх зібралося достатньо, розгортається повноцінна імунна відповідь.